Matlab應(yīng)用與仿真講課

Matlab應(yīng)用與仿真劉子龍武漢理工大學物理系1第一部分:Matlab簡介MATLAB是MatrixLaboratory（矩陣實驗室）的簡稱，是美國MathWorks公司（/）出品的商業(yè)數(shù)學軟件，是一種用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計算的高級計算語言和交互式環(huán)境，主要包括MATLAB和Simulink兩大部分。

21.1Matlab的發(fā)展歷程

20世紀70年代中期，美國的CleveMoler博士開發(fā)了FORTRAN語言的兩個子程序庫——LINPACK和EISPACK，分別用于解線性方程和特征方程

，它們代表了當時矩陣計算的最高水平

20世紀70年代后期，CleveMoler博士在講授線性代數(shù)課程時想教學生使用LINPACK和EISPACK程序庫，當他發(fā)現(xiàn)學生花大量時間用于編寫接口程序而背離開課的目的時，便著手利用FORTRAN語言編寫了一套方便調(diào)用LINPACK和EISPACK的接口程序，并將其命名為MATLAB（矩陣實驗室）。3

1983年-1984年，CleveMoler和JohnLittle（MathWorks公司總裁）等合作用C語言開發(fā)了第二代專業(yè)版MATLAB。并于1984年成立MathWorks公司，正式將MATLAB推向市場，這就是MATLAB的最初版本1.0。從這一代起MATLAB的核心就不再使用FORTRAN語言而是一直采用C語言編寫。1.1Matlab的發(fā)展歷程到20世紀90年代，MATLAB已成為國際控制界的標準計算軟件?，F(xiàn)在MathWorks公司一般每年發(fā)布兩個版本，上半年a版本，下半年b版本。

4

MATLAB的版本一覽1.1Matlab的發(fā)展歷程版本編號建造編號發(fā)布時間?MATLAB8.0?R2010a?2010.3.5

MATLAB7.9R2009b2009.9MATLAB7.8R2009a2009.3MATLAB7.7R2008b2008.10MATLAB7.6R2008a2008.3MATLAB7.5R2007b2007.9MATLAB7.4R2007a2007.35版本編號建造編號發(fā)布時間MATLAB7.3R2006b2006MATLAB7.2R2006a2006MATLAB7.1R14SP32005MATLAB7.0.4R14SP22005MATLAB7.0.1R14SP12004MATLAB7.0R142004MATLAB6.5.2R13SP22003

MATLAB的版本一覽(續(xù))1.1Matlab的發(fā)展歷程6版本編號建造編號發(fā)布時間MATLAB6.5.1R13SP12003MATLAB6.5R132002MATLAB6.1R12.12001MATLAB6.0R122000MATLAB5.3.1R11.11999MATLAB5.3R111999MATLAB5.2.1R10.11998

MATLAB的版本一覽(續(xù))1.1Matlab的發(fā)展歷程7版本編號建造編號發(fā)布時間MATLAB5.2R101998MATLAB5.1.1R9.11997MATLAB5.1R91997MATLAB5.0R81996MATLAB4.2cR71994

MATLAB的版本一覽(續(xù))1.1Matlab的發(fā)展歷程8版本編號建造編號發(fā)布時間MATLAB4

1992MATLAB3.5

1990MATLAB3

1987MATALB2

1986MATLAB1.0

1984

MATLAB的版本一覽(續(xù))1.1Matlab的發(fā)展歷程91.2Matlab的應(yīng)用領(lǐng)域MATLAB對許多專門的領(lǐng)域都開發(fā)了功能強大的模塊集（BLOCKSET）和工具箱(TOOLBOX)。每一個工具箱（MATLAB函數(shù)的子程序庫）都是由特定領(lǐng)域的專家開發(fā)的，用戶可以直接使用工具箱來進行相關(guān)的設(shè)計與研究而不需要自己編寫代碼。

MATLAB的工具箱主要包括：優(yōu)化設(shè)計、圖像與數(shù)字信號處理、通信、控制系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯、小波分析、系統(tǒng)仿真、計算生物學和計算金融學等方面的應(yīng)用。

下面列舉MATLAB的部分工具箱以供一覽：10數(shù)學與優(yōu)化OptimizationToolbox

（優(yōu)化工具箱）GlobalOptimizationToolbox

（全局優(yōu)化工具箱）SymbolicMathToolbox（符號工具箱）PartialDifferentialEquationToolbox（偏微分方程工具箱）

統(tǒng)計與數(shù)據(jù)分析StatisticsToolbox（統(tǒng)計工具箱）NeuralNetworkToolbox

（神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱）Matlab的部分工具箱一覽：11

控制系統(tǒng)設(shè)計與分析ControlSystemToolbox（控制系統(tǒng)工具箱）SystemIdentificationToolbox（系統(tǒng)識別工具箱）FuzzyLogicToolbox（模糊邏輯工具箱）RobustControlToolbox（魯棒控制工具箱）

信號處理與通信SignalProcessingToolbox（信號處理工具箱

）CommunicationsToolbox（通信工具箱）FilterDesignToolbox（濾波器設(shè)計工具箱）WaveletToolbox

（小波分析工具箱）Matlab的部分工具箱一覽：(續(xù))12Matlab的部分工具箱一覽：(續(xù))圖像處理ImageProcessingToolbox

（圖像處理工具箱）VideoandImageProcessingBlockset

（視頻和圖像處理模塊）ImageAcquisitionToolbox（圖像采集工具箱）MappingToolbox（繪圖工具箱）計算金融FinancialToolbox（金融工具箱）EconometricsToolbox

（經(jīng)濟學工具箱）13圖片來源：/14第二部分:Matlab基礎(chǔ)及入門2.1MATLAB的Desktop操作桌面簡介工作空間管理命令：who,whos,clear,

save,load工作空間是指運行Maltlab期間生成的所有變量構(gòu)成的空間。由Matlab命令行或m文件輸入的命令和創(chuàng)建的所有變量，都會駐留在Matlab的工作空間，可在任何需要的時候調(diào)用。MATLAB的工作空間(Workspace)下一張幻燈片whos--列出工作空間的全部變量詳細內(nèi)容；clear—刪除內(nèi)存中的變量和函數(shù)；save,load—存儲和加載變量152.1MATLAB的Desktop操作桌面命令窗口歷史命令窗口當前目錄工作空間內(nèi)存變量命令提示符162.2簡單的范例輸入：sqrt(2*pi)+3/2-cos(2)結(jié)果：ans=4.4228，ans用于顯示結(jié)果的默認變量名矩陣(‘[]’表示)的輸入，各元素以空格或逗號分隔，分號是換行符矩陣乘法A*B“演算紙式”的算法語言！172.3在線幫助>>

help

sqrthelp+命令名或函數(shù)名（或F1鍵）更詳細的幫助信息18變量名稱是由英文字母、數(shù)字或下劃綫所組成開頭的第一個字母必須是英文字母

（切忌數(shù)字開頭）名稱長度不能超過32個字母會區(qū)分變數(shù)的大小寫

（同C語言）變量不必聲明便可直接使用

（不同于C語言）2.4變量的命名規(guī)則關(guān)于變量的數(shù)據(jù)類型：默認情況下，Matlab將所有數(shù)值型變量默認為雙精度類型，無論輸入的是整數(shù)還是實數(shù)。192.5Matlab的保留變量eps

浮點運算誤差=2.2204*10-16（最小數(shù)）j,i

純虛數(shù)Inf

無窮大NaN

非數(shù)(NotaNumber),如0/0pi

圓周率ans

用于返回結(jié)果的缺省變量名nargin

所用函數(shù)的輸入變量數(shù)目nargout

所用函數(shù)的輸出變量數(shù)目變量命名時須避免使用保留變量！202.6Matlab的數(shù)據(jù)類型Matlab中任何數(shù)據(jù)都以數(shù)組的形式存在，數(shù)組維數(shù)可以是零維(標量)，一維、二維、多維若數(shù)組只有一維，稱之為向量（vector）向量可再細分為行向量（rowvector）與列向量（columnvector）數(shù)組若是二維，則稱之為矩陣（matrix）

實際在Matlab中，列向量被當作只有1列的矩陣；行向量當作只有1行的矩陣；標量則是看作只有1行1列的矩陣。21數(shù)組字串數(shù)值元胞結(jié)構(gòu)體函數(shù)句柄n-bit整數(shù)int8,uint8int16,uint16int32,uint32int64,uint64singledouble一般數(shù)值2.6Matlab的數(shù)據(jù)類型默認例如：>>A=int8(12)≌float22

在計算機內(nèi)，雙精度數(shù)需要8個字節(jié)(Byte)來存儲；至于雙精度的復數(shù)，則占16個字節(jié)（實部和虛部）；單精度的實數(shù)占4個字節(jié)；整數(shù)類：int8占1字節(jié)，int16占2字節(jié)，int32占4字節(jié)，int64占8字節(jié)；對于字符串，每個字符占2個字節(jié)。>>A=2;B=rand(1000);C=i*B;>>whos

%

查詢內(nèi)存變量NameSizeBytesClassA1x18doublearrayB1000x10008000000doublearrayC1000x100016000000doublearray(complex)Grandtotalis2000001elementsusing24000008bytes分號的另一含義：一個命令行的末尾如果是分號，則結(jié)果不顯示在屏幕，否則將結(jié)果輸出到屏幕。23

2.6.1

一維數(shù)值型數(shù)組Matlab的向量是以一維數(shù)組來表示行向量里，元素與元素之間用空格鍵或逗號隔開列向量以分號隔開（‘換行’）>>A=[1,2,3]A=123>>A=[1;2;3]A=123分號的另一含義：一個命令行的末尾如果是分號，則結(jié)果不顯示在屏幕，否則將結(jié)果輸出到屏幕。24構(gòu)建一維數(shù)組的方法

[]直接輸入(英文狀態(tài))>>A=[1,2,3]A=123>>A=[1;2;3]A=123使用冒號“：”創(chuàng)建（格式a:increment:b）>>x=0：0.1：2*pi;%建立從0到2

的行向量，%元素增量0.1>>y=sin(x);%元素個數(shù)和x相同的行向量>>plot(x,y);%二維繪圖函數(shù)，畫sin函數(shù)圖像行向量列向量“%”后面的所有文字都是注釋！25sin(x)的函數(shù)圖像圖形窗口白色區(qū)域代表坐標軸內(nèi)的區(qū)域所有的繪圖命令（比如plot）執(zhí)行后都會自動彈出一個圖形窗口顯示繪制的圖形26使用linspace(a,b,n)命令（線性采樣）創(chuàng)建>>x=linspace(0,2*pi,100);%建立從0到2

的%行向量，元素數(shù)目100>>y=sin(x);>>plot(x,y);>>n=length(x)%查詢向量t的長度n=100>>x=x

;%“

”共軛轉(zhuǎn)置符號，行向量與列向量%相互轉(zhuǎn)換（注意區(qū)別“.’”

!）27基本的向量處理函數(shù)28

2.6.2

二維數(shù)值型數(shù)組稱二維數(shù)組為矩陣（matrix）一個m×n的矩陣代表矩陣具有m個行n個列要建立矩陣，同一行的元素用空格或逗號隔開，行與行之間用分號隔開29構(gòu)建二維數(shù)組（矩陣）的方法使用[]直接輸入利用向量或矩陣的組合>>a=1:3;b=2:4;c=[a,b],d=[a;b]c=123234d=123234元素的增量=130第4列第1行第2行第3行第1列第2列第3列第1維度第2維度>>cat(1,a,b);%沿列維創(chuàng)建，相當于[a;b]>>cat(2,a,b);%沿行維創(chuàng)建，相當于[a,b]利用命令cat(dim,A,B)Matlab的運算按列優(yōu)先！(與C語言不同)31利用Matlab提供的函數(shù)建立32（隨機數(shù)）利用Matlab提供的函數(shù)建立（續(xù)）33>>zeros(2,3)ans=000000>>eye(3)ans=100010001>>diag(1:3)ans=100020003>>ones(2,3)ans=111111利用Matlab提供的函數(shù)建立矩陣（續(xù)）34利用Matlab提供的函數(shù)建立矩陣（續(xù)）>>rand(3)%0~1間的隨機矩陣ans=0.95010.48600.45650.23110.89130.01850.60680.76210.8214>>randn(2,3)%正態(tài)分布的隨機矩陣ans=-0.43260.1253-1.1465-1.66560.28771.190935查詢陣列(數(shù)組)維度，以及陣列元素個數(shù)的函數(shù)>>[t,c]=size(rand(2,3))t=2c=3%t返回行數(shù)，c返回列數(shù)36第1維度第1行第2行第3行第1頁第2頁第2維度第3維度

2.6.3

多維數(shù)組對於三維陣來說，需要列、行與頁（page）三個維度來描述37

建立三維數(shù)組，可針對每一頁分別建立二維數(shù)組

38

2.6.4

數(shù)組元素的訪問通過元素的下標來訪問：

A(i,j)訪問矩陣A的第i行j列的元素

A(i)訪問矩陣A的第i個元素A(1,1)A(2,1)A(1,2)A(2,2)A(1)A(2)A(3,1)A(3,2)A(3)A(4)A(5)A(6)按列優(yōu)先注意：與C語言不同，Matlab中數(shù)組元素的下標從1開始計算而不是0！39通過冒號“：”訪問：

A(i：k,j)訪問矩陣A的第j列的i到k個元素

A(：,j)訪問矩陣A的第j列元素

A(i,：)訪問矩陣A的第i行元素>>A=diag(1:3);>>a=A(2,2),b=A(5)a=2b=2>>c=A(:,3)c=00340矩陣加、減、乘、除、求冪、轉(zhuǎn)置

2.6.5

矩陣的運算41矩陣的基本運算函數(shù)42矩陣的左除“\”與右除“/”設(shè)若要求解向量X，則上式可以寫為

X=inv(A)*B，或用A來左除B，即>>

X=A\B同樣地若則寫為

X=B*inv(A)，或用B

右除A，即>>

X=B\A43A.*B對應(yīng)的元素之間的乘積元素與元素的運算—“.”符號若>>A*Bans=22281312>>A.*Bans=6812644元素與元素的運算—“.”符號>>t=0:0.01:pi;y=sin(t.^3);plot(t,y)在[0,

]內(nèi)，繪制函數(shù)sin(t3)的圖像45

2.6.6

字符型數(shù)組在Matlab里，字符須放在單引號對中。>>c=‘Hello!’c=Hello!創(chuàng)建字符數(shù)組>>str=‘Howareyou!’%使用單引號直接建立str=Howareyou!>>size(str)%查詢字符數(shù)組(字串)的大小ans=112%1x12的行向量46創(chuàng)建字符數(shù)組>>month=['April';'May';'June']???Errorusing==>vertcatAllrowsinthebracketedexpressionmusthavethesamenumberofcolumns.>>month=['April';'May

';'June

']month=AprilMay

June創(chuàng)建二維字符數(shù)組時，每行字串的長度須相等，如果不等，須補足空格，否則出錯。47字符與數(shù)值之間的轉(zhuǎn)換48>>a=str2num('123.456')a=123.456>>b=num2str(123.456)b=

123.456>>class(a)%查詢變量的類型ans=double>>class(b)ans=char49

2.6.7

元胞數(shù)組（CellArray）元胞數(shù)組是Matlab里的一類特殊的數(shù)組。元胞數(shù)組的每一個元素(cell)可以是不同類型的矩陣、向量、標量、多維數(shù)組或結(jié)構(gòu)體。構(gòu)建元胞數(shù)組方式一>>A=cell(2,2);

%用cell命令預定義一個2x2的元胞數(shù)組>>A(1,1)={rand(2,3)};

%{}是元胞數(shù)組的標志>>A(1,2)={‘HelloWorld!’};>>A(2,1)={12+2i};50>>A(2,2)={1:-1:-9};>>cellplot(A)%畫元胞數(shù)組的結(jié)構(gòu)圖51構(gòu)建元胞數(shù)組方式二>>A{1,1}=rand(2,3);

>>A{1,2}=‘HelloWorld!’;>>A{2,1}=12+2i;>>A{2,2}=1:-1:-9;>>A={rand(2,3),‘HelloWorld!’;…12+2i,1:-1:-9};%”…”續(xù)行符，變量名不能分開，注釋行不能續(xù)行或者52元胞數(shù)組元素的訪問方式A(1,1)A(1,2)A(2,1)A(2,2)A(1)A(2)A(3)A(4)基本單元（cell）的編址53>>c=A(2,2)

%對基本單元(cell)的訪問,相當于A(4)c=[1x11double]>>d=A{2,2}

%提取單元里的內(nèi)容d=10-1-2-3-4-5-6-7-8-9>>class(c)ans=cell>>class(d)ans=double54

2.6.8

結(jié)構(gòu)體數(shù)組(StuctureArray)結(jié)構(gòu)體數(shù)組的基本單元(元素)是結(jié)構(gòu)體，結(jié)構(gòu)體只有在劃分“域（field）”之后才能使用，數(shù)據(jù)只能存放在結(jié)構(gòu)體的域中，結(jié)構(gòu)體的域可以存放任何類型的數(shù)據(jù)。結(jié)構(gòu)體域的構(gòu)成：結(jié)構(gòu)體名.域名55創(chuàng)建結(jié)構(gòu)體方式1—直接創(chuàng)建>>student.name

='Tom';>>student.id

='u80579';>>student.score

=[776988];>>>>student

%顯示結(jié)構(gòu)體student=name:'Tom'

id:'u80579'

score:[776988]創(chuàng)建了一個名為student的單結(jié)構(gòu)體，該結(jié)構(gòu)體有3個域：name、id、score56>>

student(2,3).name='Jerry';>>student(2,3).id='u80161';>>student(2,3).score=[897890];>>>>student

%顯示結(jié)構(gòu)體student=2x3

structarraywithfields:nameidscore創(chuàng)建一個名為student的2x3的結(jié)構(gòu)體，該結(jié)構(gòu)體有3個域：name、id、score上述命令在創(chuàng)建2x3結(jié)構(gòu)體的同時，也給數(shù)組的第2行3列的元素賦值了。57Structurearray:StudentnameidscorenameidscoreJerryu80161897090nameidscorenameidscorenameidscore結(jié)構(gòu)體58創(chuàng)建結(jié)構(gòu)體方式2—struct命令格式：S=struct(‘field1’,value1,‘field2’,value2,…)>>DATA(2,3)=struct('name',[],

…

'id',[],

'score',[])>>%結(jié)構(gòu)體域的值為空>>DATA=2x3structarraywithfields:

name

id

score59結(jié)構(gòu)體數(shù)組元素的訪問基本單元的訪問：被標識的結(jié)構(gòu)體名>>student(2,3)%等價于student(6)

ans=name:

'Jerry'

id:

'u80161'

score:

[897890]60具體內(nèi)容的訪問：帶域名的標識結(jié)構(gòu)體名>>str=student(2,3).namestr=

Jerry>>%對結(jié)構(gòu)體DATA的域賦值>>DATA(1,1).name='zhang‘;>>DATA(1,1).id=‘2000185‘;>>DATA(1,1).score=[887992];612.7使用M文件—Matlab編程(I)M文件（程序文件）是指Matlab自動生成的后綴名為.m的文件，分為腳本(Script)M文件和函數(shù)M文件。2.7.1腳本M文件腳本M文件實際上是用戶按照自己意圖編寫的Matlab命令集合（批處理文件），腳本文件運行后，文件中使用的所有變量都駐留在Matlab的工作空間(workspace)中62建立腳本M文件方法1.在Matlab桌面點擊FileNewM-File，即可打開M文件編輯器，編輯M文件。63建立腳本M文件方法2.在命令窗口鍵入命令edit，可打開M文件編輯器，編輯M文件。M文件編輯區(qū)>>edit64%

script1.m,

M腳本練習-繪制三維函數(shù)圖clear

%清除內(nèi)存中的所有變量

x=linspace(-6,6,36);

y=linspace(-6,6,36);

%創(chuàng)建行向量

[xxyy]=meshgrid(x,y);

%在x、y的矩形區(qū)

%內(nèi)劃分網(wǎng)格，輸出格點坐標

zz=yy./(xx.^2+yy.^2+1);surf(xx,yy,zz);

%繪制三維曲面圖命令axistight

%把數(shù)據(jù)范圍設(shè)為坐標范圍，使圖形和坐標軸緊湊M腳本文件的例子:畫三維函數(shù)z=y/(x2+y2+1)圖“記住隨時使用help”65輸入并儲存(文件名不能以數(shù)字開頭)好之后，命令窗口鍵入腳本文件名

script1

即可執(zhí)行該M文件?；蛘唿c擊編輯器上的“執(zhí)行”圖標。66雙擊變量名可查看變量值腳本文件運行后，文件中所有變量都駐留在工作空間中67數(shù)組編輯器——數(shù)組zz的元素值利用數(shù)組編輯器，可以創(chuàng)建一個數(shù)組并給數(shù)組元素賦值。68>>lv.^2ans=011100111000692.7.2函數(shù)M文件函數(shù)M文件和腳本M文件都是后綴為.m的Matlab文件，不同之處是：

1.函數(shù)可以有輸入?yún)?shù)，也可以把運算結(jié)果傳回工作區(qū)(輸出變量)，而腳本文件不行。

2.

函數(shù)M文件內(nèi)的變量不出現(xiàn)在Matlab的工作空間，它有自己專有的函數(shù)空間，它與工作空間的通信只是通過函數(shù)的輸入和輸出變量。M函數(shù)外部（輸出）外部輸入“外部不可見”-“黑盒”70函數(shù)M文件的基本結(jié)構(gòu)——H1行——注釋區(qū)function

輸出變量=函數(shù)名(參數(shù)1,參數(shù)2,...)——函數(shù)定義行%幫助行（H1行），此行可簡述函數(shù)的功用。%此區(qū)是函數(shù)說明文字，可用于注解函數(shù)用法、%注意事項等。函數(shù)主體71Help命令顯示內(nèi)容72簡單的范例函數(shù)myfunc1可接收兩個輸入?yún)?shù)，并返回兩者的和function

total=myfunc1(x,y)%MYFUNC1sumoftwonumbersorvectors.%MYFUNC1(X,Y)computesX+Yandreturns%theresult.%

XandYcanbescalarsorvectors.total=x+y;

%函數(shù)體編輯后保存文件時，文件名和函數(shù)名必須相同。73補充說明：

函數(shù)可以沒有輸出變量，也可以多于1個輸出變量。當有一個以上的輸出時，輸出變量包含在括號[]內(nèi)，如[V,D]=eig(A)；[t,c]=size(A)

函數(shù)外部不能調(diào)用函數(shù)內(nèi)的變量，函數(shù)內(nèi)也不能調(diào)用函數(shù)外部的變量。函數(shù)與外界唯一的聯(lián)系就是輸入和輸出，函數(shù)內(nèi)對外界是“不可見的”。函數(shù)的參數(shù)無需定義類型（與c語言不同）。74function

total=myfunc1(x,y)輸出變量(返回值)函數(shù)名輸入?yún)?shù)>>myfunc1(3,5)ans=8>>help

myfunc1MYFUNC1sumoftwonumbersorvectors.MYFUNC1(X,Y)computesX+Yandreturnstheresult.XandYcanbescalarsorvectors.帶參數(shù)運行752.7.3子函數(shù)同一個M文件里可以撰寫多個函數(shù)；一個M文件里只能有一個主函數(shù)，其他的是子函數(shù)；子函數(shù)只能被同一文件里的主函數(shù)調(diào)用，或其他的子函數(shù)調(diào)用子函數(shù)的撰寫格式和主函數(shù)一樣保存文件時所用名字和主函數(shù)相同76function

myfunc2(v)%主函數(shù)subf(v);fprintf('Endofmainfunction\n');%格式化輸出function

subf(n)%子函數(shù)fprintf('sum(n)=%g\n',sum(n))fprintf('prod(n)=%g\n',prod(n))>>myfunc2([12345])sum(n)=15prod(n)=120Endofmainfunction>>subf([12345])???Undefinedcommand/function'subf'.772.7.4M文件的調(diào)試點擊此處可設(shè)置暫停點程序當前執(zhí)行的位置執(zhí)行下一步(step)跳到子程序執(zhí)行(stepin)跳出子程序執(zhí)行下一步(stepout)M函數(shù)78當程序執(zhí)行到斷點處，會在命令窗口顯示“K>>”，此時可以檢查和修改(函數(shù))工作空間的變量值。鍵入return后，可繼續(xù)運行到程序結(jié)束。792.8匿名函數(shù)

匿名函數(shù)（anonymousfunctions）是一個可以在Matlab的命令窗口里直接定義的函數(shù)，而不用把函數(shù)寫在M文件里。fname=@(arg_list)expression函數(shù)名輸入?yún)?shù)列表函數(shù)內(nèi)容匿名函數(shù)的定義80>>

f=@(x)sin(2*x).*exp(-x/2);>>

f(2.3)ans=

0.0748>>fplot(f,[0,2*pi])范例>>help

fplotFPLOTPlotfunctionspecifiedbystring.

FPLOT(FUN,LIMS)plotsthefunctionFUNbetweenthex-axislimitsspecifiedbyLIMS=[XMINXMAX].UsingLIMS=[XMINXMAXYMINYMAX]alsocontrolsthey-axislimits.…81輸出圖形822.9流程控制結(jié)構(gòu)—Matlab編程(II)循環(huán)語句、條件語句、開關(guān)語句的結(jié)構(gòu)for…endwhile…end循環(huán)結(jié)構(gòu)2.9.1循環(huán)結(jié)構(gòu)83

FOR循環(huán)的語法for

循環(huán)變量=向量循環(huán)主體end將循環(huán)變量依次設(shè)定為向量里的每一個元素值，然后執(zhí)行循環(huán)主體for

循環(huán)變量=矩陣循環(huán)主體end將循環(huán)變量依次設(shè)定為矩陣的每一列，然后執(zhí)行循環(huán)主體格式說明84%script2.mtotal=0;fornum=2:100

%

向量，增量1

if

isprime(num)total=total+num;

endendfprintf('sum=%d\n',total)>>script2sum=1060例1:利用for循環(huán)計算2~100之間所有質(zhì)數(shù)的和isprime

內(nèi)建函數(shù)，判斷一個數(shù)是否質(zhì)數(shù)85%script3.mfori=[12;34]

%

矩陣

i

%

在命令窗口顯示變量i的值end>>script3i=13i=24例286

WHILE循環(huán)的語法當無法事先知道循環(huán)該執(zhí)行多少次時，可以考慮使用while循環(huán)。其語法如下：while

表達式循環(huán)主體end當表達式值為真時，執(zhí)行循環(huán)主體，否則不執(zhí)行。格式說明87兩類表達式：

關(guān)系表達式：通過關(guān)系運算符聯(lián)系的表達式。常用的關(guān)系運算符有<小于；<=小于等于>大于；>=大于等于==等于；~=不等于

邏輯表達式：通過邏輯運算符聯(lián)系的表達式。常用的邏輯運算符有

&&邏輯與||邏輯或~邏輯非88%script4.mtotal=0;num=2;whilenum<=100ifisprime(num)total=total+num;endnum=num+1;endfprintf('sum=%d\n',total)>>script4sum=1060例子89使用break和continue命令若要中斷循環(huán)的執(zhí)行，可使用break與continue命令(以for循環(huán)為例)：for

循環(huán)變量=向量循環(huán)主體1break；

循環(huán)主體2end循環(huán)體外語句立即跳離循環(huán)，執(zhí)行循環(huán)體后面的語句格式說明90for

循環(huán)變量=向量循環(huán)主體1continue；

循環(huán)主體2end循環(huán)體外語句立即停止剩余的循環(huán)主體，跳轉(zhuǎn)到循環(huán)開始處執(zhí)行下一次循環(huán)格式說明912.9.2if-else-end條件語句有3種常用的使用方式：if

表達式敘述主體end若表達式的值為真，則執(zhí)行敘述主體if

表達式敘述主體1else

敘述主體2end若表達式的值為真，則執(zhí)行敘述主體1，否則執(zhí)行敘述主體2格式說明92if

表達式1敘述主體1elseif表達式2

敘述主體2...else

敘述主體nend若所有表達式的值都不成立，則執(zhí)行敘述主體n格式說明例子：參見例script4.m932.9.3switch-case開關(guān)結(jié)構(gòu)switch

表達式case值1

敘述主體1case值2

敘述主體2...otherwise

敘述主體nend表達式為一標量或字串；格式說明當表達式的值=值1時，執(zhí)行主體1，然后跳出該結(jié)構(gòu)當表達式的值=值2時，執(zhí)行主體2，然后跳出該結(jié)構(gòu)當表達式的值不等于前面所有的檢測值時，執(zhí)行主體n...94若case后面的檢測值不止一個時，可用大括號將它們括起來，如：functionmyfunc3(method)switchmethod

%method為字串

case

{'linear','bilinear'}

disp('linear/bilinearmethod')

case'cubic'

disp(‘Cubicmethod’)%屏幕顯示命令

otherwise

disp('Unknownmethod')end>>myfunc3('bilinear')linear/bilinearmethod>>myfunc3('newton')Unknownmethod952.10數(shù)據(jù)可視化MATLAB不僅在數(shù)值計算方面獨占鰲頭，而且在數(shù)據(jù)可視化方面也是功能強大。MATLAB可以給出數(shù)據(jù)的二維、三維甚至四維的圖形表現(xiàn)。通過對圖形的線型、立面、色彩、渲染、光線、視角等的控制，可以把數(shù)據(jù)的特征表現(xiàn)的淋漓盡致。下面介紹幾個常用的二維、三維繪圖函數(shù)。962.10.1二維圖形在二維曲線圖的繪制命令中，最重要、最基本的命令就是plot，其常用的調(diào)用格式如下：1.plot(X,Y,

s

)若X、Y為同維向量，則分別以X、Y中的元素為橫、縱坐標繪制曲線；若X為向量，Y是有一維和X等維的矩陣，則繪制多個不同色彩的曲線，曲線數(shù)等于Y的另一維；若X為矩陣，Y為向量，情況和上相同；若X，Y為同維矩陣，則以X，Y對應(yīng)的列元素為橫、縱坐標繪制曲線族，曲線條數(shù)等于矩陣的列數(shù)；s是字串，用來指定線型、色彩的選項。各種可選項如下表所示97以上各選項可用helpplot命令隨時索取！98%創(chuàng)建腳本M文件（程序），下同t=0:0.01:pi;y=sin(t.^3);plot(t,y,’r-d’)axis([03.5-11]);%指定軸的范圍xlabel(’t’,’FontSize’,12);ylabel(’sin(t^3)’,’FontSize’,12);

%給x、y軸打上標記，同時指定12號字體例：在[0,

]內(nèi)，繪制函數(shù)sin(t3)的圖像991002.plot(X1,Y1,

s1

，X2,Y2,s2

，…)

同時繪制多個曲線，每個繪線三元組（X,Y,s

）的結(jié)構(gòu)和作用與plot(X,Y,s

)相同，不同的是三元組之間可